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玉米傳統(tǒng)育種的區(qū)域?qū)嵺`、挑戰(zhàn)與創(chuàng)新路徑——以張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)為例

發(fā)布日期:2026-04-22??來源:中國(guó)種業(yè)??作者:任強(qiáng),雷金宏,吳治強(qiáng),李煒田,蔡振輝,馬璐,朱文??瀏覽次數(shù):55
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核心提示:玉米是全球核心糧食作物與我國(guó)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)作物,玉米產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展直接關(guān)系國(guó)家糧食安全、飼料供給與工業(yè)原料保障。我國(guó)玉米產(chǎn)量與種植面積穩(wěn)居世界首位,而張掖市憑借河西走廊獨(dú)特的光照充足、晝夜溫差大、干旱少雨、隔離條件好等生態(tài)優(yōu)勢(shì),已成為全國(guó)最大的玉米制種基地,常年制種面積穩(wěn)定在6.67萬hm2(100萬畝)以上,生產(chǎn)的玉米種子占全國(guó)大田玉米用種量的40%以上,是名副其實(shí)的“中國(guó)玉米制種之鄉(xiāng)”。張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)不僅是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)支柱,已從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)量提升與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的新階段,更是保障國(guó)家玉米用種安全的戰(zhàn)略核心區(qū)。玉

玉米是全球核心糧食作物與我國(guó)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)作物,玉米產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展直接關(guān)系國(guó)家糧食安全、飼料供給與工業(yè)原料保障。我國(guó)玉米產(chǎn)量與種植面積穩(wěn)居世界首位,而張掖市憑借河西走廊獨(dú)特的光照充足、晝夜溫差大、干旱少雨、隔離條件好等生態(tài)優(yōu)勢(shì),已成為全國(guó)最大的玉米制種基地,常年制種面積穩(wěn)定在6.67萬hm2(100萬畝)以上,生產(chǎn)的玉米種子占全國(guó)大田玉米用種量的40%以上,是名副其實(shí)的“中國(guó)玉米制種之鄉(xiāng)”。張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)不僅是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)支柱,已從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)量提升與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的新階段,更是保障國(guó)家玉米用種安全的戰(zhàn)略核心區(qū)。

玉米傳統(tǒng)育種技術(shù)歷經(jīng)數(shù)千年發(fā)展,在張掖地區(qū)的制種實(shí)踐中形成了鮮明的區(qū)域特色,培育出一系列適配當(dāng)?shù)貧夂蚺c制種需求的優(yōu)良品種。然而,面對(duì)全球氣候變化加?。ㄈ鐝堃吹貐^(qū)近年出現(xiàn)的極端高溫、春季干旱頻發(fā))、糧食需求剛性增長(zhǎng)、病蟲害跨境傳播(如草地貪夜蛾對(duì)制種田的威脅)以及現(xiàn)代生物技術(shù)的沖擊,張掖市玉米傳統(tǒng)育種既面臨共性挑戰(zhàn),更存在區(qū)域特有的產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),如制種品種同質(zhì)化嚴(yán)重、專用型品種匱乏、傳統(tǒng)育種與制種流程銜接不緊密等。

現(xiàn)有研究多聚焦玉米傳統(tǒng)育種的通用理論與技術(shù),缺乏結(jié)合特定制種核心區(qū)的針對(duì)性探討。本文立足張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐基礎(chǔ)與戰(zhàn)略定位,在梳理傳統(tǒng)育種現(xiàn)狀與共性挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)補(bǔ)充區(qū)域適配性的前瞻性內(nèi)容,優(yōu)化論述邏輯,避免重復(fù)前人泛化研究,突出“傳統(tǒng)育種技術(shù)+張掖制種特色”的創(chuàng)新融合,以期為玉米傳統(tǒng)育種的區(qū)域化發(fā)展與張掖制種產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)升級(jí)提供新視角。

1 玉米傳統(tǒng)育種的發(fā)展歷程、核心貢獻(xiàn)與張掖區(qū)域?qū)嵺`

1.1 玉米傳統(tǒng)育種的發(fā)展歷程及核心貢獻(xiàn)

玉米傳統(tǒng)育種起源于野生玉米的馴化選擇,歷經(jīng)早期自然變異篩選、遺傳學(xué)理論指導(dǎo)下的系統(tǒng)化發(fā)展,形成了以選擇育種、雜交育種為核心,群體改良、輪回選擇等為補(bǔ)充的技術(shù)體系。20世紀(jì)初雜交育種技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用,推動(dòng)了玉米產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)跨越式提升,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要里程碑。長(zhǎng)期以來,傳統(tǒng)育種通過表型選擇與多代選育,在產(chǎn)量提升、品質(zhì)改善、抗逆性增強(qiáng)等方面取得顯著成就,為全球糧食安全奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 張掖市玉米傳統(tǒng)育種的區(qū)域特色實(shí)踐

張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與傳統(tǒng)育種技術(shù)的區(qū)域化應(yīng)用深度綁定。自20世紀(jì)70年代起,當(dāng)?shù)赜N工作者結(jié)合河西走廊的生態(tài)特點(diǎn),通過傳統(tǒng)育種技術(shù)培育出一批耐干旱、耐鹽堿、抗倒伏、適應(yīng)性強(qiáng)的玉米自交系與雜交種,如早期的“張單”系列品種,成為張掖制種產(chǎn)業(yè)崛起的核心支撐。

在選擇育種方面,張掖育種者針對(duì)當(dāng)?shù)卮杭靖珊?、夏季短時(shí)強(qiáng)降雨、秋季早霜等氣候特征,長(zhǎng)期在制種田間篩選抗旱發(fā)芽率高、耐濕抗病、早熟豐產(chǎn)的單株,逐步培育出適配當(dāng)?shù)刂品N流程的優(yōu)良親本材料;在雜交育種方面,依托張掖良好的制種隔離條件,構(gòu)建了完善的自交系選育與雜交組合配制體系,形成了“本地選系+異地鑒定+張掖制種”的特色模式,培育的玉米種子因純度高、發(fā)芽率高、耐儲(chǔ)藏等優(yōu)勢(shì)暢銷全國(guó)。

近年來,張掖市傳統(tǒng)育種技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,逐步融入群體改良、輪回選擇等方法,重點(diǎn)優(yōu)化玉米品種的制種特性,如降低母本株高、提高母本結(jié)實(shí)率、縮短花期相遇時(shí)間差等,提升制種產(chǎn)量與效率,形成了區(qū)別于其他玉米產(chǎn)區(qū)的“育種—制種”一體化特色。目前,已建成多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化制種基地,形成從親本繁育、雜交制種到加工包裝的全產(chǎn)業(yè)鏈條,為傳統(tǒng)育種向現(xiàn)代化、集約化轉(zhuǎn)型提供了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

2 玉米傳統(tǒng)育種的現(xiàn)狀與張掖制種產(chǎn)業(yè)的核心價(jià)值

2.1 傳統(tǒng)育種的核心方法與應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)育種仍以選擇育種、雜交育種為主要技術(shù)手段,在全球玉米育種中占據(jù)重要地位。選擇育種通過自然變異篩選累積有利基因,雜交育種利用雜種優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性狀組合,二者具有成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、品種穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),尤其適合資源有限地區(qū)與規(guī)?;品N場(chǎng)景。目前,我國(guó)玉米主栽品種中,仍有60%以上通過傳統(tǒng)育種技術(shù)培育或改良而來,在保障玉米生產(chǎn)穩(wěn)定性方面發(fā)揮著不可替代的作用。

2.2 張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)的核心地位與育種需求

張掖市作為全國(guó)玉米制種核心區(qū),其制種產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展對(duì)國(guó)家玉米用種安全具有戰(zhàn)略意義。當(dāng)前,張掖市玉米制種面積穩(wěn)定,制種品種涵蓋大田玉米、青貯玉米、鮮食玉米等多個(gè)類型,但也存在明顯的育種短板:一是制種品種同質(zhì)化嚴(yán)重,缺乏針對(duì)制種效率、機(jī)械化作業(yè)、綠色生產(chǎn)的專用型品種;二是傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代制種技術(shù)銜接不足,對(duì)制種過程中的農(nóng)藝性狀(如母本散粉性、父本花粉量、籽粒脫水速度)改良不夠聚焦;三是適配張掖氣候變遷的抗逆品種培育滯后,應(yīng)對(duì)春季干旱、夏季極端高溫的品種儲(chǔ)備不足。這些問題既制約了張掖制種產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效,也反映出傳統(tǒng)育種在區(qū)域化、專用化方向上的發(fā)展?jié)摿?。因此,?qiáng)化張掖區(qū)域特色的傳統(tǒng)育種創(chuàng)新,不僅能破解當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),更能為全國(guó)制種核心區(qū)的育種發(fā)展提供示范。

2.3 張掖制種產(chǎn)業(yè)中傳統(tǒng)育種的獨(dú)特價(jià)值

在張掖制種產(chǎn)業(yè)中,傳統(tǒng)育種技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢(shì):一是傳統(tǒng)育種培育的品種適應(yīng)性強(qiáng),能夠更好地適配張掖干旱半干旱的氣候與沙壤土質(zhì)地,在制種過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定的產(chǎn)量與品質(zhì);二是傳統(tǒng)育種技術(shù)成本相對(duì)較低,符合張掖市規(guī)?;品N的產(chǎn)業(yè)需求,便于在中小型制種企業(yè)與合作社中推廣應(yīng)用;三是傳統(tǒng)育種培育的品種契合當(dāng)前市場(chǎng)需求,增強(qiáng)了張掖常規(guī)種的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),張掖豐富的制種實(shí)踐為傳統(tǒng)育種提供了天然的“試驗(yàn)場(chǎng)”,大量的田間數(shù)據(jù)與選育經(jīng)驗(yàn),為傳統(tǒng)育種技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。

3 玉米傳統(tǒng)育種面臨的共性挑戰(zhàn)與張掖區(qū)域特有問題

3.1 共性挑戰(zhàn)

3.1.1 氣候變化的全域影響

全球氣溫升高對(duì)玉米生長(zhǎng)的關(guān)鍵花期產(chǎn)生直接威脅,高溫會(huì)加速花粉活性衰減,顯著提升花期不育風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致授粉成功率和結(jié)實(shí)率下降。同時(shí),降水分布不均問題加劇,極端干旱與洪澇災(zāi)害頻發(fā):干旱導(dǎo)致玉米根系吸水不足、灌漿受阻,洪澇造成土壤缺氧、根系腐爛,對(duì)玉米產(chǎn)量與品質(zhì)造成嚴(yán)重威脅。當(dāng)前極端天氣事件頻發(fā)且強(qiáng)度攀升,常規(guī)種抗逆性基于過往氣候條件選育,已難以適配多變的氣候環(huán)境,其抗逆能力面臨嚴(yán)峻考驗(yàn),給玉米規(guī)模化種植帶來較高生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.2 糧食需求增長(zhǎng)與多元用途壓力

全球人口增長(zhǎng)疊加畜牧業(yè)規(guī)模化發(fā)展、工業(yè)應(yīng)用拓展,對(duì)玉米產(chǎn)量與品質(zhì)提出更高要求。市場(chǎng)既需要具備廣適性的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種保障基礎(chǔ)供給,也亟需高蛋白(飼料專用)、高淀粉(工業(yè)加工專用)等專用型品種匹配細(xì)分需求。但傳統(tǒng)育種依賴田間雜交篩選,存在周期長(zhǎng)、效率低、精準(zhǔn)度差等固有缺陷,難以跟上市場(chǎng)快速變化的節(jié)奏。這種供需適配的滯后性,導(dǎo)致種植戶增產(chǎn)不增收、企業(yè)資源錯(cuò)配等問題,凸顯了傳統(tǒng)育種難以滿足當(dāng)前多元需求的短板。

3.1.3 遺傳資源約束與生物技術(shù)沖擊

長(zhǎng)期以來,玉米種植過度集中于少數(shù)主栽品種,造成種植群體遺傳背景高度趨同,遺傳多樣性持續(xù)衰減,顯著制約了傳統(tǒng)育種的創(chuàng)新潛力。傳統(tǒng)育種依賴不同基因型材料雜交重組創(chuàng)造變異,遺傳資源匱乏使得優(yōu)異基因可利用性下降,極大限制了突破性性狀選育。與此同時(shí),分子標(biāo)記輔助育種、基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)憑借精準(zhǔn)定位目標(biāo)基因、定向改良性狀、大幅縮短育種周期的優(yōu)勢(shì)快速發(fā)展,對(duì)傳統(tǒng)育種形成了沖擊,傳統(tǒng)育種面臨技術(shù)升級(jí)的迫切需求。

3.1.4 病蟲害防控的嚴(yán)峻形勢(shì)

玉米大斑病、小斑病等真菌病害及玉米螟、草地貪夜蛾等害蟲的變異與蔓延態(tài)勢(shì)加劇,給抗病蟲品種培育帶來更大挑戰(zhàn)。其中,草地貪夜蛾作為入侵物種適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖快且易產(chǎn)生抗藥性,暴發(fā)時(shí)易致玉米絕收;真菌病害也易因環(huán)境變化突破原有抗性。這對(duì)玉米品種的廣譜抗性、持久抗性提出更高要求,而面臨著抗病蟲基因挖掘難度大、多基因聚合技術(shù)不成熟等巨大挑戰(zhàn),進(jìn)一步制約了相關(guān)育種進(jìn)展。

3.2 張掖區(qū)域特有問題

3.2.1 氣候變遷的區(qū)域適配壓力

張掖市近年出現(xiàn)春季干旱持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)、夏季極端高溫天數(shù)增多、秋季早霜提前到來的現(xiàn)象。這種區(qū)域性氣候變遷對(duì)玉米制種影響深遠(yuǎn),春季干旱導(dǎo)致玉米出苗不齊、幼苗長(zhǎng)勢(shì)衰弱,夏季極端高溫易引發(fā)花期不育、灌漿不足,秋季早霜?jiǎng)t會(huì)凍傷未成熟籽粒。部分玉米品種抗逆性指標(biāo)未針對(duì)張掖這種區(qū)域性氣候異常進(jìn)行定向改良,在抗旱、耐熱、抗早衰等方面的表現(xiàn)難以完全適配,導(dǎo)致制種產(chǎn)量波動(dòng)加大,制種農(nóng)戶的收益穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響。

3.2.2 制種專用型品種供給不足

張掖作為我國(guó)重要的玉米制種基地,當(dāng)前主導(dǎo)的制種品種多聚焦于大田生產(chǎn)性狀,如高產(chǎn)、抗病等,卻忽視了制種環(huán)節(jié)的關(guān)鍵特異性需求。制種過程中,父母本花期同步性直接決定授粉效率,籽粒脫水速度影響收獲時(shí)機(jī)與倉(cāng)儲(chǔ)安全,適宜機(jī)械化收獲特性關(guān)系制種成本控制,耐儲(chǔ)藏性則保障種子后續(xù)發(fā)芽率。由于現(xiàn)有品種在這些制種關(guān)鍵性狀上改良滯后,導(dǎo)致制種過程中人工調(diào)控花期成本高、機(jī)械收獲損耗大、倉(cāng)儲(chǔ)過程易霉變,整體制種效率偏低、成本居高不下,難以適應(yīng)規(guī)?;?、機(jī)械化制種的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2.3 區(qū)域遺傳資源挖掘不充分

張掖及河西走廊獨(dú)特的地理與氣候條件,孕育了豐富的玉米地方品種和野生近緣植物資源,如張掖本地的“老玉米”品種,這些資源經(jīng)過長(zhǎng)期自然選擇,沉淀了獨(dú)特的抗旱、耐鹽堿、抗極端溫差等優(yōu)異抗逆性狀,是玉米育種的寶貴基因庫(kù)。但目前對(duì)其保護(hù)與利用工作存在明顯短板,未能充分轉(zhuǎn)化為推動(dòng)當(dāng)?shù)赜衩子N創(chuàng)新的核心動(dòng)力。

3.2.4 育種與制種產(chǎn)業(yè)銜接不暢

傳統(tǒng)育種與制種企業(yè)的需求脫節(jié),育種目標(biāo)聚焦于品種在大田種植中的產(chǎn)量、品質(zhì)等生產(chǎn)性狀,對(duì)制種企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求考量不足。制種企業(yè)核心需求在于降低制種風(fēng)險(xiǎn)、提高制種效益,現(xiàn)有不少育成品種雖在大田生產(chǎn)中表現(xiàn)優(yōu)異,卻存在制種時(shí)父母本花期協(xié)調(diào)難度大、易倒伏、不適配機(jī)械化制種等問題,導(dǎo)致制種難度增加、成本攀升。這種供需脫節(jié)使得這類品種難以在張掖實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣,制約了當(dāng)?shù)刂品N產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

4 玉米傳統(tǒng)育種的未來發(fā)展方向——聚焦張掖制種產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新路徑

4.1 構(gòu)建“傳統(tǒng)育種+現(xiàn)代生物技術(shù)+區(qū)域適配”的融合體系

4.1.1 分子標(biāo)記輔助育種的區(qū)域化應(yīng)用

針對(duì)張掖春季干旱、夏季高溫的氣候特點(diǎn)及規(guī)?;品N核心需求,需優(yōu)先篩選與抗旱、耐熱、父母本花期同步性、籽粒脫水速度等關(guān)鍵性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記。將這些區(qū)域特異性分子標(biāo)記系統(tǒng)融入傳統(tǒng)育種的早代選育過程,可突破傳統(tǒng)育種依賴表型篩選的局限,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性狀的早期精準(zhǔn)鑒定與篩選,有效剔除不良單株,大幅減少后續(xù)田間試驗(yàn)工作量,縮短育種周期,提高適配張掖氣候與制種需求的品種培育效率。例如,通過靶向標(biāo)記輔助選擇,快速篩選出抗旱性強(qiáng)、花期穩(wěn)定且籽粒脫水快的玉米自交系,為配制適配張掖制種條件的優(yōu)質(zhì)雜交種提供核心親本,顯著提升品種培育效率與區(qū)域適配度。

4.1.2 基因編輯技術(shù)賦能傳統(tǒng)育種目標(biāo)優(yōu)化

充分借鑒基因編輯技術(shù)對(duì)目標(biāo)基因精準(zhǔn)定位與功能解析的優(yōu)勢(shì),聚焦張掖制種關(guān)鍵性狀,系統(tǒng)開展抗旱基因、耐熱基因、籽粒脫水相關(guān)基因等的功能驗(yàn)證與作用機(jī)制研究,明確核心基因的調(diào)控路徑與表達(dá)特征?;谶@些精準(zhǔn)的基因功能信息,在傳統(tǒng)育種中針對(duì)性優(yōu)化親本選擇策略,優(yōu)先選用攜帶優(yōu)異核心基因的親本材料,并科學(xué)設(shè)計(jì)雜交組合配制方案,實(shí)現(xiàn)對(duì)制種專用性狀的定向改良。該技術(shù)融合模式既保留了傳統(tǒng)育種廣適性強(qiáng)、品種穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì),又通過精準(zhǔn)基因?qū)蛱嵘擞N針對(duì)性,可高效培育出適配張掖氣候條件與規(guī)?;品N需求的優(yōu)良品種。

4.2 挖掘張掖區(qū)域特色遺傳資源,拓寬育種基礎(chǔ)

4.2.1 玉米野生近緣種與地方品種的系統(tǒng)保護(hù)與利用

在張掖及河西走廊全域開展玉米野生近緣種專項(xiàng)普查,重點(diǎn)收集假蜀黍、大芻草等資源,摸清資源分布、種群數(shù)量及生存狀況,建立包含種質(zhì)實(shí)物、基因信息的區(qū)域特色遺傳資源庫(kù),配套完善低溫儲(chǔ)藏、繁殖更新等長(zhǎng)效保護(hù)機(jī)制。同時(shí),對(duì)張掖本地“老玉米”等地方品種進(jìn)行提純復(fù)壯,通過多代定向篩選剔除不良性狀,保留其抗旱、耐鹽堿、抗極端溫差等核心優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,利用傳統(tǒng)雜交、回交轉(zhuǎn)育等技術(shù),將挖掘出的優(yōu)良基因精準(zhǔn)導(dǎo)入現(xiàn)代高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)自交系,培育出兼具高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與區(qū)域強(qiáng)適應(yīng)性的制種專用親本材料。

4.2.2 構(gòu)建張掖制種專用核心種質(zhì)庫(kù)

基于張掖的生態(tài)條件及規(guī)?;瘷C(jī)械化制種的產(chǎn)業(yè)需求,系統(tǒng)性整合國(guó)內(nèi)外高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)玉米種質(zhì)資源與本地特色遺傳資源。采用群體改良、輪回選擇等經(jīng)典傳統(tǒng)育種方法,對(duì)整合資源進(jìn)行多代定向改良,重點(diǎn)強(qiáng)化抗旱、耐熱、父母本花期同步性好、籽粒脫水快等關(guān)鍵特性。同時(shí),結(jié)合田間多點(diǎn)鑒定試驗(yàn),篩選出適配張掖制種流程的優(yōu)異種質(zhì)材料,構(gòu)建分層分類的核心種質(zhì)庫(kù)。重點(diǎn)強(qiáng)化抗旱、耐熱、制種性狀優(yōu)良等特性,為后續(xù)育種提供豐富的遺傳材料。從源頭拓寬育種創(chuàng)新空間,夯實(shí)當(dāng)?shù)赜衩字品N產(chǎn)業(yè)的育種基礎(chǔ)。

4.3 打造張掖制種專用型品種育種模式

4.3.1 制種效率導(dǎo)向的育種目標(biāo)革新

聚焦張掖規(guī)?;?、機(jī)械化制種需求,打破傳統(tǒng)以大田生產(chǎn)性狀為核心的育種思路,將“制種友好型”性狀明確納入育種核心目標(biāo)體系。重點(diǎn)聚焦父母本花期同步性、母本結(jié)實(shí)率、籽粒脫水速度、株型結(jié)構(gòu)及耐儲(chǔ)藏性等關(guān)鍵制種性狀:花期同步性高可降低人工調(diào)控成本,提高授粉效率;籽粒脫水快能縮短收獲周期、減少倉(cāng)儲(chǔ)霉變風(fēng)險(xiǎn);株型緊湊則適配密植模式與機(jī)械化去雄、收獲操作。通過傳統(tǒng)育種的多代定向篩選與鑒定,培育出制種環(huán)節(jié)成本低、生產(chǎn)效率高、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)小的專用型玉米品種。

4.3.2 氣候適配型品種培育

針對(duì)張掖春季干旱、夏季高溫、秋季早霜等氣候特征,開展針對(duì)性育種:一是定向培育抗旱、發(fā)芽率高、苗期耐旱性強(qiáng)的品種,通過強(qiáng)化根系保水能力與苗期水分利用效率,保障春季干旱環(huán)境下的出苗齊整度與幼苗長(zhǎng)勢(shì);二是系統(tǒng)篩選耐高溫、花期耐熱性優(yōu)異的種質(zhì)材料,提升花粉在高溫環(huán)境下的活性,減少極端高溫對(duì)授粉過程的抑制,降低花期不育風(fēng)險(xiǎn);三是培育早熟且不早衰的品種,規(guī)避秋季早霜對(duì)未成熟籽粒的凍傷,確保制種產(chǎn)量穩(wěn)定與種子品質(zhì)達(dá)標(biāo),全面提升品種對(duì)區(qū)域氣候的適配能力。

4.3.3 多元用途的定制化育種

結(jié)合張掖制種產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展需求,開展定制化育種:針對(duì)本地蓬勃發(fā)展的飼料產(chǎn)業(yè),定向培育高蛋白、高能量的飼料玉米制種品種,提升飼料轉(zhuǎn)化效率,匹配規(guī)模化畜牧業(yè)需求;針對(duì)鮮食市場(chǎng)消費(fèi)升級(jí)趨勢(shì),聚焦口感風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)成分與外觀形態(tài),培育甜糯型、彩色型等口感好、營(yíng)養(yǎng)豐富、外觀優(yōu)良的鮮食玉米制種品種;針對(duì)工業(yè)加工領(lǐng)域,培育高淀粉、高纖維的專用玉米制種品種,適配淀粉加工、生物燃料等工業(yè)場(chǎng)景。通過定制化育種豐富制種品種體系,拓寬張掖制種產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)空間。

4.4 推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展育種,契合張掖綠色制種需求

響應(yīng)國(guó)家綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,結(jié)合張掖“綠水青山就是金山銀山”的實(shí)踐要求,將綠色可持續(xù)理念全面融入玉米育種全過程,開展綠色可持續(xù)性育種。重點(diǎn)通過傳統(tǒng)雜交、多代篩選等育種技術(shù),定向培育節(jié)水、節(jié)肥、抗病蟲性強(qiáng)的玉米品種:節(jié)水品種可提升水分利用效率,適配張掖干旱少雨的水資源稟賦;節(jié)肥品種能減少化肥施用,降低土壤污染風(fēng)險(xiǎn);高抗病蟲品種可減少農(nóng)藥投入,減輕對(duì)河西走廊脆弱生態(tài)環(huán)境的壓力。

5 玉米傳統(tǒng)育種的未來創(chuàng)新空間——以張掖為核心的多維拓展

5.1 強(qiáng)化政策支持與市場(chǎng)引導(dǎo),賦能張掖制種育種創(chuàng)新

5.1.1 區(qū)域化政策精準(zhǔn)扶持

建議甘肅省及張掖市出臺(tái)專項(xiàng)政策,加大對(duì)玉米傳統(tǒng)育種的科研投入,重點(diǎn)支持張掖區(qū)域特色遺傳資源挖掘、制種專用型品種培育、傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代技術(shù)融合等項(xiàng)目;建立張掖玉米制種品種保護(hù)專項(xiàng)制度,對(duì)適配當(dāng)?shù)刂品N需求的創(chuàng)新品種給予補(bǔ)貼與獎(jiǎng)勵(lì),保護(hù)育種者權(quán)益,激勵(lì)育種創(chuàng)新。

5.1.2 構(gòu)建“育種—制種—市場(chǎng)”聯(lián)動(dòng)機(jī)制

以張掖國(guó)家玉米制種基地為核心,建立育種單位、制種企業(yè)、種植合作社、下游企業(yè)(飼料、食品、工業(yè))的聯(lián)動(dòng)機(jī)制,形成“市場(chǎng)需求→制種需求→育種目標(biāo)”的傳導(dǎo)鏈條,確保傳統(tǒng)育種方向與市場(chǎng)需求、制種實(shí)踐緊密銜接,提高育種成果的轉(zhuǎn)化率。

5.1.3 強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

完善玉米品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,針對(duì)張掖制種產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn),建立品種權(quán)侵權(quán)快速查處機(jī)制,保護(hù)育種企業(yè)與科研單位的創(chuàng)新成果,吸引更多社會(huì)資本投入到張掖玉米傳統(tǒng)育種領(lǐng)域。

5.2 建立多學(xué)科協(xié)作的區(qū)域育種體系

5.2.1 跨學(xué)科技術(shù)融合

整合農(nóng)藝學(xué)、遺傳學(xué)、生物技術(shù)、氣象學(xué)、植物病理學(xué)等多學(xué)科資源,針對(duì)張掖制種育種需求,開展協(xié)同創(chuàng)新:農(nóng)藝學(xué)家優(yōu)化制種栽培模式,為育種提供目標(biāo)導(dǎo)向;遺傳學(xué)家聚焦區(qū)域特色性狀的基因定位,為傳統(tǒng)育種提供理論支撐;氣象學(xué)家提供張掖中長(zhǎng)期氣候預(yù)測(cè),指導(dǎo)育種目標(biāo)調(diào)整;植物病理學(xué)家監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)夭∠x害流行趨勢(shì),助力抗病蟲育種。

5.2.2 產(chǎn)學(xué)研深度合作

以甘肅中墾玉種業(yè)有限公司、甘肅亞盛種業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司等本地龍頭企業(yè)為核心,聯(lián)合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等科研院校,建立“企業(yè)+高校+科研院所”的育種創(chuàng)新聯(lián)盟,共享種質(zhì)資源、育種技術(shù)與制種實(shí)踐數(shù)據(jù),攻克張掖制種育種中的關(guān)鍵技術(shù)難題,加速創(chuàng)新品種的培育與推廣。

5.3 培育區(qū)域特色育種人才隊(duì)伍

5.3.1 跨學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)

針對(duì)張掖制種育種核心需求,培養(yǎng)既掌握傳統(tǒng)育種技術(shù),又熟悉現(xiàn)代生物技術(shù)、區(qū)域氣候特征、制種產(chǎn)業(yè)流程的復(fù)合型人才。通過高校開設(shè)定制化課程,傳授區(qū)域適配育種知識(shí),進(jìn)行定向培養(yǎng),企業(yè)在職培訓(xùn)強(qiáng)化實(shí)操技能,科研項(xiàng)目提供實(shí)踐平臺(tái)歷練等方式,全面提升育種人員區(qū)域適配性育種能力。

5.3.2 強(qiáng)化基層育種與制種人才培育

重視張掖本地基層育種與制種技術(shù)人員的培養(yǎng),補(bǔ)齊基層技術(shù)短板。通過技術(shù)下鄉(xiāng)、集中培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等方式,提升其對(duì)傳統(tǒng)育種技術(shù)的應(yīng)用能力與對(duì)制種過程中品種性狀的識(shí)別能力,構(gòu)建“科研專家+基層技術(shù)人員+制種農(nóng)戶”的人才梯隊(duì),為傳統(tǒng)育種的區(qū)域化實(shí)踐提供堅(jiān)實(shí)支撐。

5.4 深化國(guó)際合作與區(qū)域協(xié)同,拓寬張掖育種視野

5.4.1 遺傳資源與技術(shù)交流

依托“一帶一路”倡議,加強(qiáng)與“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”沿線國(guó)家和地區(qū)的玉米育種合作,針對(duì)性引進(jìn)適配干旱環(huán)境的優(yōu)異玉米種質(zhì)資源與先進(jìn)育種技術(shù),結(jié)合張掖本土特色資源開展融合創(chuàng)新,豐富育種基因庫(kù)。同時(shí)推動(dòng)本地抗旱、耐鹽堿特色制種品種出口,拓展國(guó)際市場(chǎng),提升產(chǎn)業(yè)國(guó)際影響力。

5.4.2 國(guó)內(nèi)區(qū)域協(xié)同育種

打破地域限制,加強(qiáng)張掖與其他玉米制種核心區(qū)(如新疆、寧夏)的協(xié)同合作,共享育種經(jīng)驗(yàn)、種質(zhì)資源與技術(shù)成果。針對(duì)西北干旱半干旱地區(qū)春季干旱、夏季高溫等共性氣候特征,聯(lián)合培育廣適性強(qiáng)、制種性能優(yōu)良的玉米品種,提升區(qū)域整體育種效率,增強(qiáng)我國(guó)西北制種核心區(qū)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

6 結(jié)論

玉米傳統(tǒng)育種作為保障糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù),在全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有不可替代的地位。張掖市作為我國(guó)玉米制種核心區(qū),其產(chǎn)業(yè)實(shí)踐為傳統(tǒng)育種的區(qū)域化創(chuàng)新提供了獨(dú)特場(chǎng)景與重要機(jī)遇,應(yīng)立足資源稟賦與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),率先構(gòu)建“傳統(tǒng)技術(shù)為根基、現(xiàn)代科技為引擎、產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向”的育種創(chuàng)新體系,打造具有全國(guó)影響力的“張掖模式”。面對(duì)共性挑戰(zhàn)與區(qū)域特有問題,玉米傳統(tǒng)育種需以區(qū)域需求為導(dǎo)向,通過“技術(shù)融合、資源挖掘、品種定制、產(chǎn)業(yè)協(xié)同”四大路徑實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破。通過強(qiáng)化種質(zhì)資源保護(hù)與利用、推動(dòng)精準(zhǔn)化與智能化育種、構(gòu)建多學(xué)科協(xié)同平臺(tái)、完善政策支持與人才培養(yǎng)體系,張掖市有望成為我國(guó)玉米種業(yè)創(chuàng)新的示范區(qū)與輻射源。

未來,通過整合傳統(tǒng)育種經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代生物技術(shù)優(yōu)勢(shì),聚焦張掖制種產(chǎn)業(yè)的核心需求,挖掘區(qū)域特色遺傳資源,培育制種專用型、氣候適配型、綠色可持續(xù)型玉米品種,構(gòu)建多學(xué)科協(xié)作、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)、市場(chǎng)為導(dǎo)向的育種體系,不僅能推動(dòng)玉米傳統(tǒng)育種技術(shù)的迭代升級(jí),更能賦能張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,為保障國(guó)家玉米用種安全、促進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供持續(xù)動(dòng)力。國(guó)際合作與人才培養(yǎng)將為這一進(jìn)程注入重要活力,推動(dòng)玉米傳統(tǒng)育種在區(qū)域化、專用化、綠色化方向上實(shí)現(xiàn)新的突破。(參考文獻(xiàn)略)


?本文來自《玉米傳統(tǒng)育種的區(qū)域?qū)嵺`、挑戰(zhàn)與創(chuàng)新路徑——以張掖市玉米制種產(chǎn)業(yè)為例》,原文下載地址:https://www.chinaseedqks.cn/zgzy/article/abstract/20251212002?st=article_issue

?作者:任強(qiáng),雷金宏,吳治強(qiáng),李煒田,蔡振輝,馬璐,朱文

?單位:甘肅中墾玉種業(yè)有限公司;甘肅亞盛種業(yè)集團(tuán)種子研究院有限公司

?刊于《中國(guó)種業(yè)》2026年第3期30-35頁 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明

來源:《中國(guó)種業(yè)》

責(zé)任編輯:馬文文 李昂

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